灼熱の暑い夏の日に顔に涼しいそよ風を感じると、安堵の最中に、空気がどれだけ速く動いているのか、つまり風速がどれくらいなのか疑問に思うかもしれません。 結局のところ、これは私たちが日常的に空気の速度を説明する方法です。 しかし、あなたが知りたい場合はどうなりますか量空気の、もちろんあなたが見ることができない実体は、与えられた時間に特定の(おそらく見えない)境界を越えて移動しますか?
この意味での空気の速度は、実際には空気の流れです。 川で揺れ動く何かが流れ(通常の意味での水の「速度」)でどれだけ速く動くかを観察することとの違いを考えてください。 毎秒何ガロンの川の水があなたが立っているポイントを超えて移動するかを測定します(「水の速度」、または「流速」または「流れ」 割合")。
とにかく「空気」とは何ですか?
空気は流体であり、水などの液体も同様です。 これは、固体が適用されるせん断応力によるものではないように、継続的に物理的に変形することを意味します。 分子を定義可能なものに沿って事実上「スライド」させることにより、作用するものを分離する傾向のある圧力 境界。
地球が主に窒素ガスで構成されている場合、地表の空気(大気の4分の3以上がこれで構成されている) 元素)および酸素ガス(約20%)、少量の二酸化炭素、メタン、水蒸気およびその他の微量 コンポーネント。
なぜ空気を動かすのですか?
自然に移動する空気の流量(速度)を計算することは、単純な風速と比較してほとんど関心がない場合があります。 しかし、人工呼吸器などの人工機械に関しては、単位時間あたりにあるセクターから別のセクターにどれだけの空気が活発に輸送されているかを知ることが重要です。
人工呼吸器は、製造工場など、多くの職業的および産業的環境で必要とされます 最終製品を作成するために必要な化学物質が人間のシステム、特に呼吸器に有毒である場合 システム。
定義された空気の速度
単位時間あたりに移動する空気の量は、次の式で表されます。
Q = AV
どこQは空気の速度またはその流量であり、Aは、調査中の空気が流れる断面積であり、Vは空気の線形速度、つまり、特定の空気分子がストリーム内を移動する平均速度です。
たとえば、空気が流れる構造が円筒形のチューブである場合、空気が移動する領域は円形であり、円の面積の式で与えられます。
A = \ pi r ^ 2
どこrは円柱の半径です。
差圧からの気流計算
必要に応じて、十分な情報が与えられていれば、これらの問題の圧力から速度を計算できます。 場所間の圧力差は、空気を場所から場所へと強制的に移動させる1つの手段であり、圧力が高いほど、空気の流量が多くなります。
圧力には、単位面積あたりの力の単位がありますが、流体の場合、密度×重力×高さ(ρgh)単位は同じであるため、単位面積あたり。
研究所の備品
線形風速は、低(毎分100フィート未満)中(100〜750)と高風速(750を超える)に分類されます。 と呼ばれる楽器ベーン風速計中速および高速の空気速度に役立ちますが、熱線風速計速度の全範囲に適していますが、コストが高く、維持するのがより困難です。
Aスモークチューブ安価で使いやすいですが、ご想像のとおり、あまり正確ではなく、主に最も一般的なデータを収集するために使用されます。